Linux下C语言的进程控制编程
代码:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
/*************基本的函数API********************
1-pid func
pid_t getpid(void)
pid_t fork(void)
fork函数创建的字进程是父进程的副本,执行的是与父进程完全相同的程序,为了让fork子进程能够运行另外的程序,需要用的exec函数 2-exec func
int execl(const char *path,const char *arg, ...)
int execlp(const char *file,const char *arg, ...)
int execle(const char *path,const char *arg, ..., char * const envp[])
int execv(const char *path,const char *arg[])
int execvp(const char *file,const char *arg[])
int execve(const char *file,const char *arg, char * const envp[]) 3-system func
int system(const char *string)
**********************************************/
#define Test_fork 0
#define Test1 0
#define Test2 1 #define Test_exec 1
#define Test_syst 0 static int idata = ; int main(void)
{
#if Test_fork
pid_t pid0,pid1;
pid0 = fork();
pid1 = fork();
printf("Fork's PID0 = %d\nPID1 = %d\n",pid0,pid1);
//printf("PID = %d\n", getpid());
#endif #if Test1
int istack = ;
pid_t childPid;
printf("Test Fork!\n");
fflush(stdout);
// The parent's printf's buffer content will be copy to child-process's buffer and being stdout to the file object but not the screen! switch(childPid = fork())
{
case -: exit();
case : idata *= ; istack *= ; break;
default: sleep(); break;
} printf("PID=%ld %s idata=%d istack=%d \n",(long)getpid(),(childPid == )?"(child)":"(parent)",idata,istack);
exit(EXIT_SUCCESS);
#endif #if Test2
pid_t pid0,pid1;
pid0 = fork();
printf("PID=%ld %s\n",(long)getpid(),(pid0 == )?"(child0)":"(parent)");
pid1 = fork();
printf("PID=%ld %s\n",(long)getpid(),(pid1 == )?"(child1)":"(parent)");
exit(EXIT_SUCCESS);
#endif #if Test_exec
if( == fork())
{
int ret;
ret = execlp("ls","ls","-l", NULL);
return ;
}
#endif #if Test_syst
int ret;
ret = system("ls -al");
printf("OK!\n");
return ;
#endif return ;
}
主要说明上述程序中fork的相关内容,纪录在此,方便后面理解!
fork()函数用来创建一个新的进程,新创建的这个进程的data数据段,stack堆栈段等进程基本的内容以及当前程序状态指针PC-point也完全和父进程相同!也就是说fork创建的子进程是父进程的副本,新创建的这个进程,Linux会为它分配对应的内存页来保存与父进程完全相同data、stack、进程运行到的目前的状态。但是对于程序段text,父进程与子进程是共享的!对于Test2程序的运行结果如下所示:
对上述的结果分析如下所示:
如图所示,每一个fork下面只要存在fork那么就会产生多级的子进程。
1、如图中所示的关系,P是C0的父进程,也是C1的父进程,C0是C2的父进程。
2、在这样的关系当中,所有进程的状态都有所不同,再运行到fork0的位置处,P和C0的PC指针状态相同,C0进程不会再去运行fork0上面的所有程序,同样的C2不会运行fork1上面的所有程序,C1不会运行fork1上面的所有程序
,这样也就是子父进程的状态相同的意思!
3、图中的printf表示该进程PC指针知道该位置处需要运行的任务,总共运行了6条printf,这和我们的演示结果相同,printf("PID=%ld %s\n",(long)getpid(),(pid1 == 0)?"(child1)":"(parent)");
这样的代码会帮我们区分子父进程并打印出当前进程的PID!
4、由于所有进程包括子父进程之间都会存在竞争关系,所以运行的结果每次都会不同,同时PID的数值也会有所不同(对于多核心CPU来说,进程可能存在同步运行的情况!)。
5、一定要注意,fork在父进程运行过程中的返回值是子进程真实的PID number,pid_t pid = fork(),这样在父进程中获取的pid是真实的进程ID>0,获取失败则为-1,但是在进入子进程之后,实际上这个值是0,
所以一对子父进程中的pid的值不同!这很重要!
6、子父进程之间的数据交换可以使用信号量的方式来同步和互斥!#include <singnal.h>
7、子父进程不共享数据段,堆栈段,进程PCB内容,但是共享不可改写的代码段!所以数据的修改不是同步的!但是对于新创建的文本等字符设备上的文件对象,子父进程存在竞争关系,需要同步和互斥来保证数据的正确性!
8、注意在Test1程序当中,我们在printf之后添加了fflush函数,对printf函数中的缓冲内容进行了刷新,在重定向到文件过程中就不会出现fork的子进程的输出缓冲内容了,不然结果会不同:
9、当父进程先于子进程终止时,子进程变成了孤儿进程,操作系统统一为其找到一个 PID为 1 的 init(操作系统最先运行的进程),接管此进程。
进程其他相关API:
1、使用wait()函数等待子进程完成操作,或者使用waitpid()
pid_t pid,pid_end;
pid = fork();
if(pid == )
{
printf("ChildProcess:%ld\n",(long)getpid());
sleep();
}
else
{
printf("ParentProcess:%ld\n",(long)getpid());
}
pid_end = wait(NULL);
printf("The ChildProcess:PID %d is Stopped!\n",pid_end);
exit(EXIT_SUCCESS);
运行结果如下所示:
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